巴楚鹽水鉆井液技術(shù)探討

王善琦(中石化華北分公司第三采油廠 陜西省 咸陽(yáng)市 712000)

一、鉆井液技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)

1.上第三系安居安組膏質(zhì)泥巖發(fā)育，粘土分散力強(qiáng)，易水化膨脹，產(chǎn)生井徑縮徑，或是伴隨垮塌，造成井徑擴(kuò)大。鉆井液對(duì)膏質(zhì)泥巖應(yīng)具有較強(qiáng)的抑制性、攜巖能力和抗膏侵的能力。

2.上第三系帕卡布拉克組、安居安組存在高壓鹽水層，且石膏夾層發(fā)育，鉆井液性能維護(hù)較困難，大量氯離子和鈣離子易造成鉆井液污染，影響鉆井液性能的穩(wěn)定。

3.石炭系小海子組、巴楚組地層壓力高，且巴楚組石膏質(zhì)云巖發(fā)育，實(shí)施高密度鉆井液存在性能難維護(hù)，和易壓差卡鉆等一系列問題。且二疊系和石炭系地層易剝落掉塊，形成不規(guī)則井眼，影響到電測(cè)和下套管固井作業(yè)的施工。因此，鉆井液要具有較強(qiáng)的防塌、攜巖能力。

4.石炭系小海子組和巴楚組地層壓力梯度高，尤其巴楚組地層空隙壓力高達(dá)1.93～1.98g/cm3，易發(fā)生井漏和井噴。

二、鹽水鉆井液體系的具體技術(shù)措施

根據(jù)室內(nèi)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選出了具有良好的抗溫、抗污染能力，且抑制能力和防塌能力較強(qiáng)鹽水聚磺鉆井液體系，并提出以下具體技術(shù)操作措施：

1.在現(xiàn)場(chǎng)處理過程中，膠液和液體處理劑的加入均會(huì)使鉆井液的密度降低，因此必須及時(shí)補(bǔ)充加重材料，以維護(hù)所需的密度，保證鉆井的順利進(jìn)行。

2.粘度、切力是流變性控制的關(guān)鍵。如果粘度、切力太低，則不能有效懸浮加重材料，難以達(dá)到所需的密度，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重井下事故的發(fā)生；而如果粘度、切力太高，鉆井液流動(dòng)性變差，同樣會(huì)造成嚴(yán)重的井下復(fù)雜情況。

3.確保鉆井液的強(qiáng)抑制性和封堵能力。由于大段的膏質(zhì)泥巖伴有多套高壓鹽水層并夾有泥巖、泥頁(yè)巖，因此必須有效抑制其水化和分散。否則，會(huì)使膏巖溶解、膨脹造成井壁縮徑、坍塌同在。通過加入強(qiáng)抑制性處理劑多元醇、氯化鈉和具有封堵作用的乳化瀝青，可確保鉆井液體系的強(qiáng)抑制性和強(qiáng)封堵能力，維護(hù)井眼穩(wěn)定。

4.嚴(yán)格控制鉆井液的濾失量，確保形成優(yōu)質(zhì)泥餅。對(duì)于膏巖、軟泥巖，降濾失劑必須具有良好的抗高溫、抗鹽污染的能力。

5.維護(hù)適當(dāng)?shù)暮}量。在鉆進(jìn)過程中，控制適當(dāng)?shù)暮}量是非常重要的。應(yīng)控制好鉆井液體系中的[Cl-]，保證能夠形成規(guī)則井眼和確保鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。根據(jù)地層情況，該鉆井液體系中的[Cl-]一般應(yīng)控制在100000～150000mg/l。

6.保持鉆井液適當(dāng)?shù)腜H值。鉆井液體系的PH值是否適當(dāng)，直接關(guān)系著鉆井液處理劑性能的有效發(fā)揮，同時(shí)PH值也是判斷鉆井液是否受到污染的主要依據(jù)。該鉆井液體系在鉆進(jìn)過程中，PH值往往會(huì)不斷地有所下降。在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)過程中，應(yīng)注意PH值的變化，并及時(shí)補(bǔ)充燒堿，以提高各種因素造成的鉆井液PH值的降低，避免由此引起的處理劑效能的降低和鉆井液性能的破壞。

7.控制和處理地層對(duì)鉆井液的污染。該地區(qū)地層對(duì)鉆井液的污染主要表現(xiàn)為高壓鹽水層、膏巖對(duì)鉆井液的鹽水、鹽侵和鈣侵。表現(xiàn)在性能上出現(xiàn)鉆井液的粘度和切力升高、濾失量增大、PH值下降等。處理時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充燒堿和純堿，同時(shí)應(yīng)注意，純堿過量生成的CO32-會(huì)對(duì)鉆井液造成新的污染。

8.保證鉆井液優(yōu)良的潤(rùn)滑性。高密度鉆井液的潤(rùn)滑性對(duì)鉆井速度影響很大。一方面，應(yīng)加入潤(rùn)滑劑或司盤-80等；另一方面，體系中加入的封堵劑乳化瀝青和抑制劑多元醇對(duì)鉆井液均具有較好的潤(rùn)滑作用，從而可提高鉆井液的潤(rùn)滑性，降低鉆井液的摩擦系數(shù)，有利于提高機(jī)械鉆速。

9.充分重視鉆井液的固控工作。由于高密度鉆井液的客觀性，除砂器、除泥器的使用效率極低，離心機(jī)又不宜多用，因而使高密度鉆井液的固相控制難度較大。因此，一級(jí)固控設(shè)備（振動(dòng)篩）的使用顯得極為重要。應(yīng)根據(jù)井下情況、鉆進(jìn)情況和篩面情況，合理更換振動(dòng)篩篩目，最大限度地發(fā)揮一級(jí)固控的效率。

三、現(xiàn)場(chǎng)具體的鉆井液應(yīng)用

井隊(duì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況分析，轉(zhuǎn)換成鹽水鉆井液體系過后多次起下鉆無(wú)阻卡現(xiàn)象，根據(jù)了解鄰井BK2、BK4H、BK5H井在該井段進(jìn)行起下鉆作業(yè)時(shí)卻存在著阻卡顯示，說(shuō)明鹽水鉆井液體系確實(shí)對(duì)上部施工過的井段起到了抑制作用。但鉆進(jìn)時(shí)還存在阻卡現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)分析本區(qū)塊的地層壓力經(jīng)過多次地震后發(fā)生了巨大的變化（瓊庫(kù)恰克鄉(xiāng)是一個(gè)地震較活躍的地方），現(xiàn)場(chǎng)決定提高鉆井液密度，并于3月2日將鉆井液密度逐步提高至1.62g/cm3，后鉆進(jìn)中根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆井液密度在1.65～1.70g/cm3之間。鉆井液密度調(diào)整后，鉆進(jìn)后上提阻卡現(xiàn)象減弱直至消失，減少倒劃眼次數(shù)，鉆具鉆進(jìn)井段加長(zhǎng)，同時(shí)短起下鉆通暢無(wú)阻卡現(xiàn)象，減少了鉆進(jìn)中輔助時(shí)間，單日進(jìn)尺比提密度前增加了一倍。

四、結(jié)束及認(rèn)識(shí)：

1.BK3H井二開鉆進(jìn)中將鉆井液體系轉(zhuǎn)化為鹽水聚磺鉆井液體系，在鉆進(jìn)至安居安組3420m處，使用鉆井液密度為1.77g/cm3，鉆遇鹽膏層，并有高壓鹽水溢出，鹽水氯根由70000mg/l升至90000mg/l，后將鉆井液密度提高至1.85g/cm3，才壓穩(wěn)高壓鹽水層。因使用的鹽水聚磺鉆井液體系自身氯根含量較高，有效的抑制了鹽膏層的溶解和高氯根鹽水對(duì)鉆井液的污染。

2.二開鉆遇地層膏巖發(fā)育，采用鹽水聚磺鉆井液可以提高鉆井液的抗污染能力和抑制有機(jī)鹽水化溶解、膨脹的能力，且對(duì)上部阻卡有較好的抑制。

3.在二疊、石炭系井段采用鹽水聚磺鉆井液具有良好的穩(wěn)定性，可以有效防止該井段玄武巖、泥巖的剝落掉塊，且抗溫能力較強(qiáng)，實(shí)踐證明該體系是能夠適應(yīng)該地層的。

4.二疊系有漏失的可能，應(yīng)做好防漏、堵漏措施。該井段使用高密度鉆井液鉆井，井底液柱壓力高，若附加較大的激動(dòng)壓力條件下很可能使地層壓漏。因此在裸眼段起下鉆、下套管等作業(yè)激動(dòng)壓力產(chǎn)生較大的工況中，應(yīng)盡量控制起下速度，減小抽吸壓力和激動(dòng)壓力，防止地層坍塌和壓漏。

5.根據(jù)BK3H井的施工和該地區(qū)地層巖性分析，在該地區(qū)施工可在二開鉆進(jìn)前就將鉆井液轉(zhuǎn)換為鹽水鉆井液體系，并隨著井深和地層溫度的增加逐步轉(zhuǎn)為抗溫能力較強(qiáng)的鹽水鉆井液體系。